Почвенно-геохимические особенности нефтяного загрязнения территории Фёдоровского месторождения : Среднее Приобье Слащёва, Анна Викторовна

Введение к работе

Актуальность исследования. Развитие геологоразведочных и нефтегазодобывающих работ и активное освоение территории Среднего Приобья в течение последних десятилетий нефтегазодобывающей отраслью нанесло и продолжает наносить значительный ущерб природной среде. Разливы нефти - типичное явление для большинства месторождений, эксплуатирующихся длительное время. Очевидно, нефтяное загрязнение приводит к деградации биотической составляющей геосистем - как наземных организмов, так и гидробио- нтов, что существенно подрывает природно-ресурсный потенциал. Вследствие чего загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами прочно занимает главное место в ряду основных экологических проблем региона.

К настоящему времени достигнут значительный уровень знаний, накопленный при изучении фоновых эколого-геохимических параметров природных и техногенно-измененных ландшафтов нефтегазодобывающих районов Среднего Приобья на региональном уровне (К.Н.Дьяконов, М.А.Глазовская, Ю.И.Пиковский, Н.П.Солнцева, Е.М.Никифорова, Д.В.Московченко, А.В.Соромотин и др.). В то же время, вопросы, связанные с миграцией и концентрацией в окружающей среде нефтепродуктов, микроэлементов, тяжёлых металлов и биогенных элементов, все еще изучены слабо, особенно в зонах локального влияния объектов нефтегазодобывающей промышленности и населенных пунктов. Разнообразие природных условий и широкий спектр загрязняющих веществ затрудняет проведение адекватной оценки интенсивности и своеобразия техногенного загрязнения на территории отдельных месторождений и делает крайне сложным анализ ответной реакции природных комплексов различного ранга на техногенное воздействие.

Все это определяет особую актуальность детального комплексного исследования, нацеленного на получение объективной оценки эколого- геохимических особенностей территории, находящейся под техногенным воздействием нефтедобычи.

Исследование почвенно-геохимических особенностей загрязнения нефтепродуктами и тяжёлыми металлами территории Фёдоровского месторождения при нефтедобыче является главной целью диссертационной работы.

Для достижения поставленной цели определены и решены следующие задачи:

1. Провести анализ современного состояния основных техногенных источников загрязнения природной среды при нефтедобыче на Фёдоровском месторождении.

2. Определить роль природных факторов в формировании и дифференциации почвенно-геохимических условий миграции и накопления загрязнителей на территории Фёдоровского месторождения.

3. Выявить условия и особенности геохимической трансформации почв при нефтедобыче в природных условиях Фёдоровского месторождения.

4. Рассмотреть почвенно-геохимические условия радиальной и латеральной миграции и концентрации нефтепродуктов и металлов-загрязнителей в ландшафтах Фёдоровского месторождения.

5. Установить потенциальную ответную реакцию почвенно- геохимических систем на различные уровни техногенного поступления нефтяных загрязнителей и тяжёлых металлов.

Объектом исследования являются природные и природно-техногенные ландшафты Фёдоровского нефтяного месторождения Среднего Приобья.

Предметом исследования - сравнительная радиальная и латеральная геохимическая структура почвенно-техногеохимических систем среднетаежных ландшафтов нефтяного месторождения «Фёдоровское».

Теоретической и методологической базой исследования являются ландшафтно-геохимические принципы, разработанные отечественными физи- ко-географами-ландшафтоведами, университетской школы почвоведов- геохимиков и геохимиков-ландшафтоведов Б.Б.Полыновым, А.И.Перельманом, М.А.Глазовской, Н.С.Касимовым, Н.П.Солнцевой, Ю.И.Пиковским, А.В.Евсеевым, школы которых успешно развиваются на географическом факультете МГУ им.М.В. Ломоносова, а также в отраслевых институтах РАН.

В работе использованы следующие методы исследований: ландшафтно- геохимический, сравнительно-географический, химико-аналитический, матема- тико-статистический и картографический.

В качестве программного обеспечения использованы геоинформационные технологии (пакеты AutoCAD и ArcGis). Картографической основой при проведении работ приняты карты масштаба 1:100 000 на территорию Ханты- Мансийского автономного округа.

Полевые исследования включали отбор почвенных проб из всех генетических горизонтов. Параллельно с полевыми работами проводились камеральные, включавшие составление таблиц маршрутных описаний, работу с картами по разработке маршрутов и точек опробования. Анализы проб почв, грунтов, природных вод выполнены в спектральной лаборатории АО «Центральная Тюменская геохимическая лаборатория».

Исходные материалы. Основу диссертации составили материалы экспедиционных исследований автора во время стажировки в Лаборатории ландшафтных и фитоценологических исследований Института проблем освоения Севера СО РАН (г.Тюмень), результаты полевых и лабораторных экспедиционных исследований в 1998-2010 гг. на территории нефтяного месторождения «Фёдоровское», а также материалы, собранные автором во время учебы в очной аспирантуре географического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. Использованы анализы почв, грунтов, донных отложений (500 проб), поверхностных, почвенно-грунтовых и сточных минерализованных вод (50 проб). Общий объем использованных материалов составил: 6 почвенно-геохимических профилей с пробными площадками, более 80 почвенных разрезов с детальным описанием морфологических признаков по генетическим горизонтам, большое количество фондовых картографических, текстовых и табличных материалов (рис.1).

3710'E

37^C20'E

37^C30'E

3740'E

37^C50'E

Точки отбора проб почвы и/или донных отложений и их номера

Населенные пункты Железные дороги Шоссе

Автодороги с покрытием

Грунтовые дороги

Полевые и лесные дороги

Масштаб 1:100 000 0 1 2 3 4 км

Нефтепроводы Газопроводы Скважины Склады горючего

Пешеходные тропы, просеки Линии электропередач

Рис. 1. Карта фактического материала (составлена автором)

Автором в процессе анализа и оценки почвенно-геохимических систем рассматриваемых территорий использованы данные более чем 3000 элементо- определений в почвенных пробах, около 500 элементоопределений в донных отложениях.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

впервые на Фёдоровском нефтяном месторождении рассмотрены и систематизированы источники загрязнения природной среды при буровых работах и нефтедобыче;

анализирован и оценен техногенный потенциал Фёдоровского месторождения нефти;

рассмотрены основные направления геохимической трансформации почв Фёдоровского месторождения при буровых работах и нефтедобыче;

проведена оценка природных факторов формирования и дифференциации почвенно-геохимических условий миграции и накопления загрязнителей в ландшафтах Фёдоровского месторождения;

установлены степень и характер загрязнения неорганическими и органическими поллютантами территории Фёдоровского месторождения вследствие буровых работ и нефтедобычи;

дана оценка почвенно-геохимическим условиям миграции и концентрации нефтепродуктов и металлов-загрязнителей в ландшафтах Фёдоровского месторождения и их устойчивости к нефтяному загрязнению.

Практическая значимость работы. Результаты, полученные в ходе проведенной работы, позволяют разработчикам проектов строительства и обустройства месторождений:

4. 1. Прогнозировать ответные реакции и устойчивость почв на увеличение техногенных нагрузок.

   2. Разрабатывать, при необходимости, дополнительные природоохранные мероприятия, применять дополнительные технические и технологические решения, минимизирующие отрицательное воздействие объектов нефтедобычи на окружающую среду.

   Эффективность исследований подтверждена актами внедрения результатов в практическую деятельность. Результаты исследований используются в учебном процессе Российского государственного геологоразведочного университета (МГРИ-РГГРУ) им. Серго Орджоникидзе в преподавании курса «Основы природопользования», «Геохимия окружающей среды» у студентов экологического факультета по направлению 022000 «Экология и природопользование».

   Апробация результатов работы. Результаты исследований докладывались на конференциях «Ломоносов - 97» (Москва, 1997), «Ломоносов - 98» (Москва, 1998), на Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой отрасли» (Москва, 1998), на научной конференции «Экология: проблемы и пути решения» (Пермь, 1999), на Всероссийской научной конференции «Экология человека: от прошлого к будущему» (Москва, 2000), на научной конференции «Ломоносов - 2000» (Москва, 2000), на третьей

   Всероссийской научно-практической конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» (Москва, 2000), на второй Международной Иранско-Российской конференции «Agriculture natural resources» (Moscow, 2001), на VI Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2003), на Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» (Тюмень, 2011).

   Основные положения, выносимые на защиту:

   4. 2. 1. Почвенно-геохимические условия миграции, накопления и разложения нефтяных загрязнителей на месторождении территориально дифференцированы: на небольших по площади автономных ландшафтах «островов- боров» и на транзитных поймах преобладают процессы разложения и/или удаления, на преобладающих по площади подчиненных гидроморфных ландшафтах и в подводных почвах аквальных ландшафтов - концентрации на глеевых и седиментационных барьерах.

         2. Латеральная миграция нефтяных загрязнителей и большинства сопровождающих их тяжёлых металлов - хрома, цинка, кобальта, меди, кадмия - приводит к их накоплению в почвах подчиненных гидроморфных ландшафтов.

         3. В почвах автономных ландшафтов радиальное распределение тяжёлых металлов и, в меньшей степени, нефтяных загрязнителей двухполюсное - в гумусово-аккумулятивном и иллювиально-железистом горизонтах. Часть тяжёлых металлов в составе органо-минеральных соединений (хелатов), в условиях кислой среды, вымывается из гумусового горизонта и концентрируется в менее кислых условиях иллювиального горизонта, на сорбционном и щелочном барьерах.

         4. В соответствии с почвенно-геохимическими условиями миграции, накопления и разложения нефтяных загрязнителей в сопряженном ряду природных ландшафтов: песчаные острова-боры - поймы рек - озерково-грядово- мочажинные и грядово-мочажинные равнины - рямы - котловины озер, происходит уменьшение устойчивости к нефтяному загрязнению.

         5. С ростом восстановительных условий содержание нефтепродуктов в почвах увеличивается. Высокие концентрации нефтепродуктов в торфяных, торфяно-глеевых почвах грядово-мочажинных равнин и рямов создают опасную эколого-геохимическую ситуацию.

         Личный вклад автора заключается в сборе и систематизации фактических данных о проблеме исследования, работе с фондовыми, нормативными и опубликованными материалами. Основу диссертационного исследования во многом составляют результаты полевых наблюдений соискателя (1998-2010 гг.), проанализированные данные дистанционного зондирования Земли. Автор принимал непосредственное участие при постановке задач исследования, защищаемых положений, в разработке методики почвенно-геохимической оценки нефтезагрязнения территории Фёдоровского месторождения.

         Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 15 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рецензируемых ВАК.

         Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 160 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 165 страницах, содержит 32 таблицы и 50 иллюстраций.

         Автор выражает глубокую признательность научным руководителям - член-корр. РАН, профессору, заведующему кафедрой рационального природопользования географического ^ факультета МГУ им.М.В.Ломоносова

         Андр ею Петровичу Капице и доктору географических наук, профессору, научному сотруднику Института географии РАН Борису Ивановичу Кочурову.

         Автор выражает благодарность доктору биологических наук, профессору кафедры рационального природопользования географического факультета МГУ им .М.В.Ломоносова - Е.И.Голубевой и доктору геолого-минералогических наук, профессору, декану экологического факультета РГГРУ им. Серго Орджоникидзе - В.Н.Экзарьяну за консультации и помощь при организации и выполнении диссертации.

         Похожие диссертации на Почвенно-геохимические особенности нефтяного загрязнения территории Фёдоровского месторождения : Среднее Приобье

         

         Ландшафтно-экологический анализ территории Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения Марьинских Дмитрий Михайлович

         

         Прогнозирование загрязнения атмосферы возможными аварийными выбросами сероводородсодержащего газа при строительстве скважин на Астраханском ГКМ : С учетом природно-климатических особенностей Астраханского регионаЧувилов Владимир Николаевич

         

         Содержание и распределение фтора в природных и антропогенных ландшафтах и зонах загрязнения урбанизированных территорий Мордовии Аникин Вячеслав Владимирович

         

         Особенности геоэкологического мониторинга территории горнодобывающего предприятия - Сокольско-Ситовского месторождения известняков Самбулов Николай Иванович

         

         Особенности загрязнения четвертичных отложений территории г. Москвы тяжелыми металламиЗаволокина Светлана Владимировна

         Особенности остаточного загрязнения хлорорганическими пестицидами территории республики АлтайКуликова-Хлебникова Елена Николаевна

         Эколого-климатические особенности территории Восточно-Уральского радиоактивного загрязненияТетерин, Александр Федорович

         

         Эколого-геологические условия территорий месторождений строительных материалов Калужской области и оценка их трансформации в результате освоенияМедведева Светлана Геннадьевна

         

         Негативные геоэкологические изменения на территории освоения месторождений углеводородного сырья : на примере Северо-Западного ПрикаспияГольчикова Надежда Николаевна

         Оценка экологического состояния территории отрабатываемых месторождений россыпного золота : На примере северных районов Хабаровского краяДебелая Ирина Дмитриевна